Percolación

La percolación es un fenómeno natural que los científicos y los administradores del agua pueden calcular y utilizar para asegurar que el agua superficial y subterránea no contenga contaminantes y también para garantizar que el agua destinada al consumo humano sea potable.

La imagen del goteo líquido a través de los granos de café por gravedad no está muy alejada del concepto de percolación, que generalmente describe el movimiento de un líquido a través de un medio.

En el contexto del ciclo del agua, describe la forma en que el agua se mueve en forma subterránea. Tal como lo explica el Centro de Pronósticos Northwest River , dependiente de la Administración Nacional de los Océanos y la Atmósfera, “la percolación es el movimiento del agua a través del suelo y sus estratos, por acción de la fuerza de la gravedad y de la capilaridad.”

Modelación de la Percolación

Existen varios factores que determinan cómo se mueve el agua a través del suelo – el medio filtrante – entre ellos la porosidad del suelo y cuán saturada con agua está previamente la tierra. El agua se mueve por acción de la gravedad a través de los estratos del suelo y los sedimentos, y normalmente fluye hacia el subsuelo hasta que alcanza una roca impermeable que la detiene, quedando almacenada bajo tierra en lo que se denomina un acuífero.

Si el suelo contiene más arena que arcilla, se ve afectada la velocidad con la que el agua pasa a través de él. Los esquistos y la arcilla son porosos, pero generalmente restringen el flujo del agua.

La percolación puede ser modelada en forma matemática, lo que puede ayudar a determinar la ubicación de las instalaciones proyectadas tales como las instalaciones sépticas o de tratamiento de aguas residuales. El método de evaluación conocido como test de percolación o test de perc, determina la velocidad a la que el agua se mueve a través del suelo y está basado en factores tales como la composición y compactación del suelo.

Los modelos de percolación han sido ampliamente utilizados en la Mecánica de Rocas para estimar la conductividad hidráulica en rocas fracturadas para propósitos de explotación de acuíferos o de mantos petrolíferos. Considerando el hecho de que el comportamiento macroscópico de los suelos finos depende de su microestructura, este tipo de modelos ha tomado creciente interés en el campo de la predicción de propiedades  hidráulicas y de transporte de los suelos finos. Por otra parte, las propiedades elásticas de muchos otros materiales han sido estudiadas mediante redes elásticas percolantes. Esto último, puede ser aplicado para predecir las mismas propiedades elásticas en suelos. La aplicación de técnicas de caracterización, tales como la microscopía electrónica de barrido y de transmisión, proporcionan información tal que, debidamente interpretada, y combinada con técnicas como el elemento finito, permiten realizar un modelo más cercano al comportamiento mecánico del suelo.

Percolación del Agua Reciclada

Durante el año 2015, la Autoridad de Servicios Públicos del Condado de Clay, en el estado de Florida, construyó una serie de estanques de percolación que permitirán la percolación gradual de unos 2,2 millones de galones por día de agua reciclada a través del suelo hacia el acuífero local. El sistema elimina los problemas potenciales asociados con la descarga directa del agua tratada a las corrientes de agua superficiales.

Detener la tasa de percolación del agua es la clave para la denominada Tecnología de Retención de Agua Subsuperficial. Alvin Smucker, un profesor de la Universidad del Estado de Michigan, ha estado trabajando en dicho sistema, que no sólo ayuda a mejorar la producción agrícola, sino también a proteger los suministros de agua subterránea mediante la instalación de una membrana que actúa como una barrera protegiendo a las tierras aptas para cultivo.

Predicción de la Lixiviación

La percolación puede también ser utilizada para predecir los factores de transporte del agua tales como la tasa de lixiviación y el flujo de materiales en el agua. Esto se utiliza con frecuencia en agricultura para determinar el movimiento de los fertilizantes o el contenido de sales del suelo. La lixiviación también se refiere al movimiento del agua a través de sustancias tales como los productos químicos alterados durante una explotación minera o de los residuos presentes en los rellenos sanitarios que podrían afectar a los suministros de aguas subterráneas.

El término es también utilizado en el tratamiento de agua para describir una tecnología conocida como filtro de percolación o filtro de goteo. Los filtros de percolación realizan un proceso de tratamiento biológico de las aguas residuales –- el agua es oxidada y purificada mediante un proceso de goteo a través de la media filtrante. Esta forma de tratamiento aeróbico de las aguas residuales puede ser utilizada en reemplazo de las cuencas de aireación en plantas compactas de tratamiento de aguas residuales o en plantas de aireación de gran tamaño.